Proceso para la obtencion de derivados de etenodiol de piridinmetanol y derivados de los mismos.

Proceso para obtener derivados de etenodiol a partir de piridinmetanol y derivados del mismo,

caracterizado porque comprende una reacción de acoplamiento de un compuesto de formula general (I) como el único reactivo, de acuerdo a la siguiente reacción:**Fórmula**

en donde R representa H ó -CH3, a una temperatura de aproximadamente, 120 a 160 °C, preferentemente de 153 a 155 °C, la reacción es catalizada por temperatura, el tiempo de reacción es de aproximadamente de 5 a 24 hrs. preferentemente de aproximadamente 24 hrs. la presión utilizada es la atmosférica, los productos son obtenidos mediante precipitación con una solución de NaOH 2N, solución HCl 2N o H2O, y corresponden a la formula general (III), tienen la apariencia de polvos amarillos-cafés.

Proceso para la obtencion de derivados de etenodiol de piridinmetanol y derivados de los mismos.

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN.

La presente invención se refiere al campo de ciertos productos etenodioles, así como al proceso para obtenerlos a partir de compuestos derivados de piridina, estos productos fue posible obtenerlos como dímeros, trímeros hasta polímeros, los cuales muestran características como antioxidantes debido a su capacidad para inhibir radicales libres.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN.

La condensación tipo benzoina es de interés en lo que se refiere entre otros aspectos a: 1) en bioquímica como un modelo para formar enlaces carbono-carbono 2) es el ejemplo clásico de catálisis específica, 3) la condensación benzoina que se representa a continuación en la reacción 1, es de importancia en química orgánica, puesto que representa una de las primeras reacciones orgánicas cuyo mecanismo fue propuesto por Arthur Lapworth, el mecanismo se muestra en la esquema 1. El primer paso de la reacción es el ataque nucleofílico del ión CN-al C=O del benzaldehído para formar una cianohidrina, posteriormente la cianohidrina ataca en forma nucleofílica a otra molécula de benzaldehído para formar el correspondiente benzoin.

O O

H H

+

KCN

OH Benzaldehído Benzoin Reacción 1. Reacción de condensación benzoina a partir de benzaldehído utilizando KCN como catalizador.

_

O

O OH

H

Ar H

Ar CN Ar

CN

_

CN

OH

H Ar

CN O O

_

HOAr

Ph Ar Ar

H NC H Ar OH

O

Esquema 1 Mecanismo de Arthur Lapworth.

En la reacción anterior se utiliza como sustancia química inicial benzaldehído, mientras que la dimerización de 2

piridincarboxaldehído en presencia de KCN produce etenodioles muy estables, (C.A. Buehler, Chem. Rev. 1964, 64, 7) . De la dimerización de 2-piridincarboxaldehído resulta el producto 1, 2-di (2-piridil) eteno-1, 2-diol, a dicha reacción se le refirió erróneamente como condensación pyridoin, por semejanza a la reacción tipo benzoina que se muestra a continuación como reacción 2. El 1, 2-di (2-piridil) eteno-1, 2-diol produce cristales naranjas que se obtienen cuando volúmenes iguales de 2-piridincarboxaldehído y ácido acético glacial o KCN se agitan juntos durante varias horas.

O

N

H

+

KCN

2. piridincarboxaldehído alfa-piridoin Reacción 2. Dimerización de 2-piridincarboxaldehído utilizando KCN como catalizador.

El compuesto benzoin tiene el grupo –COCHOH– mientras que los compuestos etenodioles tienen el grupo – (HO) C=C (OH) –. [0005] Polímeros con partes – (OH) C=C (OH) – han sido preparados por policondesación de piridazina-2, 3-dialdehído, pirazina-2, 5-dialdehído o de pirimidina-4, 6-dialdehído catalizada con KCN; el producto obtenido de estas reacciones es poli[di-1, 2- (diazinilideno) eteno-1, 2-diol] como se muestra en la reacción 3 a continuación, (H. R. Wiley, US 4, 260, 757) .

O

N OH

H

O N OH

n N N H

OH KCN

N

N O N H

OH N H O pirazine-2, 5-dialdehido

pirimidina-4, 6-dialdehidoO

Reacción 3. Policondensación de pirazina-2, 5-dialdehido, pirimidina-4, 6-dialdehido y piridazina-3, 6-dialdehído con KCN como catalizador.

Las desventajas del método para la obtención de etenodioles reportados, son que se han obtenido a partir de aldehídos aromáticos, los cuales como es bien conocido en química orgánica son fácilmente oxidados, por lo que tienen 20 que ser previamente sometidos a métodos de purificación tal como destilación, a fin de que puedan utilizarse en este tipo de reacciones. La formación de polímeros que se muestran en la reacción 3, son a partir de dialdehídos aromáticos, los cuales son compuestos sensibles al aire ya que se oxidan fácilmente y difíciles de obtener por la serie de pasos involucrados en el proceso, además en algunos casos son caros, ya que deben hacerse in situ para evitar la oxidación antes de la dimerización. También el catalizador (KCN) y solventes deben separarse después de cada reacción para obtener productos puros.

A partir de la reacción entre 2-piridincarboxalehido y 2-piridinmetanol a elevada temperatura, sin catalizador y solvente, el producto es 2-hidroxi-1, 2— (2-piridil) -1-etanona (2) , que se considera es inestable en solución. Posteriormente el compuesto (2) al ser tratado con solventes tal como ciclohexano o acetato de etilo produce 1, 2-di (piridin-2-il) eteno-1, 2diol (1) o 1, 2-di (piridin-2-il) etano-1, 2-diona (3) (2, 2'-piridil) M. J. Percino, V. M. Chapela, S. Romero, C. Rodríguez-Barbarín,

F. J. Melendez-Bustamante Journal of Chemical Cr y stallography, vol 36 (5) , 303, (2006) como se muestra en la reacción 4 a continuación.

OH

N N OH

(1)

O O

N H HO

N

140°C

N + 5h

OH

(2)

2. piridincarboxaldehido 2-piridinmetanol O

N N

(1) 1, 2-di (piridin-2-il) ]eteno-1, 2-diol

(2) 2-hidroxi-1, 2-di (2-piridil) -1-etanona

O

(3) 1, 2-di (piridin-2-il) etano-1, 2-dione (3)

Reacción 4. Reacción entre 2-piridincarboxaldehido y 2-piridinmetanol

Adicionalmente, en la reacción entre 2-piridincarboxaldehído con (6-metilpiridin-2-il) metanol que se muestra a continuación como reacción 5, los principales productos obtenidos son ceto-enol: 2-hidroxi-1, 2-bis (6-metil-2-piridil) -1etanona y 2-hidroxi-1- (6-metil-2-piridil) -2- (2-piridl) -1-etanona. Subsecuente tratamiento con solvente produce 1, 2-bis (6

metilpiridin-2-il) etano-1, 2-diona y 1- (piridin-2-il) -2- (6-metilpiridin-2-il) etano-1, 2-diona y en una mucho menor cantidad 1, 2bis (6-metilpiridin-2-il) eteno-1, 2-diol (M. J. Percino, V. M. Chapela, O. Urzúa, H. Toribio, C. Rodríguez-Barbarín Journal of Chemical Research, (2007) , 187.

OH

Me N N Me OH

1, 2-bis (6-metilpiridin-2-il) eteno-1, 2-diol

O O

Me N H

N Me N C

N MeH2 OH 140 °C+

OH

5h

2. piridincarboxaldehide 6-metil-2-piridinetanol 2-hidroxi-1, 2-bis (6-metil-2-piridil) -1-etanona o 2-hidroxi-1- (6-metil-2-piridil) -2- (2-piridil) -1-etanona OO

NMe N N Me N Me +

OO

1, 2-bis (6-metilpiridin-2-il) etano-1, 2-dione 1- (piridin-2-il) -2-6-metilpiridn-2-il) etano, 1, 2-dione Reacción 5. Reacción entre 2-piridincarboxaldehido y 6-metil-2-piridinmetano [0009] Las reacciones identificadas como 4 y 5, presentan varias desventajas debido al hecho que a partir de las reacciones entre aldehídos aromáticos en presencia de diferentes derivados de piridinmetanol se producen productos como el compuesto (2) reacción 4, y que por cambios del solvente, se producen los correspondientes etenodioles esperados de bajo peso molecular y !-dicetonas (3) , aparte de otros compuestos que también se producen en algunos casos, es decir existe una mezcla de Productos. [00010] El proceso de la presente invención, denominado Percino-Chapela tiene como uno de sus principales aspectos novedosos el que a partir de derivados de piridinmetanoles, se lleva a cabo la reacción de dimerización o acoplamiento de alcoholes piridínicos, evitándose que haya oxidación como es el caso cuando los materiales de partida son los correspondientes aldehídos. Es un proceso de un solo paso para obtener compuestos que contienen el grupo etenodiol – (HO) C=C (OH) . Los productos son polvos naranjas o cafés lo que puede indicar una alta conjugación electrónica en su estructura y son solubles en ciclohexano, metanol y DMSO.

El proceso de la presente invención tiene como aspectos característicos los siguientes: a) se realiza en ausencia o presencia de algún disolvente, b) en el proceso de la presente invención se puede o no utilizar como catalizador a la temperatura, c) en el proceso de la presente invención la reacción se puede o no catalizar por la presencia de un catalizador (ácido o básico) , d) los productos se pueden obtener y separar en forma sencilla mediante precipitación, e) 20 en el proceso de la presente invención a partir de alcoholes piridínicos se puedan obtener etenodioles por reacción de un solo paso, f) los derivados de piridinmetanoles que se utilizan como compuestos químicos iniciales, no se oxidan tan fácilmente y su manejo no es complejo, y su precio es bajo, g) los compuestos dímeros, trímeros hasta polímeros presentan alta conjugación electrónica o presentan transferencia de carga lo que causa... [Seguir leyendo]

1. Proceso para obtener derivados de etenodiol a partir de piridinmetanol y derivados del mismo, caracterizado porque comprende una reacción de acoplamiento de un compuesto de formula general (I) como el único reactivo, de acuerdo a la siguiente reacción:

NR

R N OH

(I)

(III)

CH2OH HO NR

en donde R representa H ó –CH3, a una temperatura de aproximadamente, 120 a 160 °C, preferentemente de 153 a 155

°C, la reacción es catalizada por temperatura, el tiempo de reacción es de aproximadamente de 5 a 24 hrs. preferentemente de aproximadamente 24 hrs. la presión utilizada es la atmosférica, los productos son obtenidos mediante precipitación con una solución de NaOH 2N, solución HCl 2N o H2O, y corresponden a la formula general (III) , tienen la apariencia de polvos amarillos-cafés.

2. Proceso para obtener derivados de etenodiol a partir de piridinmetanol y derivados del mismo, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque se hace reaccionar un compuesto de la formula general (II) de acuerdo a la siguiente reacción:

H2 R N

OH OH R N N C

+

(II)

(IV)

CH2OH HO NR'

en donde R representa H, CH3 ó –CH2-OH, la temperatura de reacción es de aproximadamente 120 a 160 °C, preferentemente de aproximadamente 140 °C, el tiempo de reacción es de aproximadamente de 5 a 24 hrs. preferentemente de aproximadamente 24 hrs, el producto resultante corresponde a la formula general (IV) , en donde R significa H ó –CH3 y R’ significa H ó –COH=COH-C5H5N, con un peso molecular de aproximadamente 213 a 333 g/mol.

2.

3. Proceso para obtener derivados de etenodiol a partir de piridinmetanol y derivados del mismo, de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque se producen oligómeros, la relación molar que se utiliza es de 1:1 de 6-metil-2piridinmetanol con el 2-piridinmetanol, la reacción se conduce a temperatura de aproximadamente 120 a 160 °C, preferentemente de aproximadamente 140 °C, a presión atmosférica, por un periodo de 5 a 24 hrs. preferentemente de aproximadamente 24 hrs, el producto es producido por precipitación con una solución de NaOH 2 N. y tiene un peso molecular en el intervalo de 228 g/mol el producto es preferentemente el [1- (6-metilpiridin-2-il) -2- (piridin-2’-il) ]eteno-1, 2diol, el cual es un polvo de color naranja o café soluble en CHCl3, C6H12, ciclohexano y THF, con un punto de fusión d.

12. 133 ºC.

4. Proceso para obtener derivados de etenodiol a partir de piridinmetanol y derivados del mismo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque, la relación molar de los reactivos es de 1:2 de 2, 6-piridinmetanol a 2piridinmetanol, la temperatura de reacción es de aproximadamente 120 a 160 °C, preferentemente de aproximadamente 140 °C, el tiempo de reacción es de aproximadamente de 5 a 24 hrs, preferentemente de aproximadamente 24 hrs, el producto resultante es preferentemente 2, 6-di[1- (piridin-2’-il) -1, 2-dihidroxi (eteno) ]piridina con un peso molecular de 349

g/mol.

5. Proceso para obtener polímeros a partir de piridinmetanol y derivados del mismo, caracterizado porque se realiza de acuerdo con la siguiente reacción:

H

H2 2H2 R1

C

N C

CN

R1OHHO HO R1N

! !

OH R2

R2

N

NC H2

R2

(II) (V)

n R1 representa–OH ó =O y R2 representa de –OH ó =O, donde R1 y R2 son iguales o diferentes, cuando R1 o R2 es =O el enlace α es un enlace sencillo, el producto resultante es un polvo café soluble en DMSO con punto de fusión entre 161164 ºC producido por precipitación con solución de HCl 2N, después de 24 hr, de tiempo de reacción, temperatura de reacción de 140 ºC a presión atmosférica, los compuestos son producidos con un grado de polimerización n en un intervalo de 10-30 unidades monoméricas con un peso molecular de aproximadamente 2182-6422 g/mol

6. Proceso para obtener polímeros a partir de piridinmetanol y derivados del mismo, de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado por el hechos de que los productos resultantes son: poli[2-hidroxi- (1, 2-di (piridin-2-il) etano1-ona]; poli[1, 2-di (piridin-2-il) etano-1, 2-diona] y poli[1, 2-di (piridin-2-il) eteno-1, 2-diol] con un grado de polimerización n en un intervalo de 10-30 unidades monoméricas.

7. Proceso para obtener dímeros, a partir de piridinmetanol y derivados del mismo, de conformidad con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un catalizador tal como piridina, trietilamina o base similar reacciona junto con un reactivo en una relación molar entre 0.5-1 con respecto al reactivo usado en la reacción.

8. Productos resultantes del proceso de la reivindicación 2, caracterizados porque están representados por la formula (IV) y corresponden a los siguientes: [1- (6-metilpiridin-2-il) -2- (piridin-2’-il) ]eteno-1, 2-diol y el 2, 6-di